So wählen Sie das ideale elektromechanische Hubelement aus

Hier sind die wichtigsten Kategorien, die bei der Auswahl eines Hubelements berücksichtigt werden sollten:

Lastanforderungen

Berücksichtigen Sie das Gewicht oder die Last, die das Hubelement bewegen muss. Dies beeinflusst die erforderliche Belastungsfähigkeit des Bauteils. Für alle verfügbaren Antriebe finden Sie die maximale Belastbarkeit in unseren Katalogen. Kurz zusammengefasst können die Hubelemente folgende Lasten verstellen:

Die dargestellten Lasten definieren die rein statische Belastbarkeit der Grundkörper. Abhängig von Geschwindigkeit oder Hubhöhe müssen zusätzlich Leistungsniveau und Knickung berücksichtigt werden.

Hublänge

Bestimmen Sie die maximale Hublänge, die der Hubantrieb abdecken muss. Dies beeinflusst die Länge der Spindel bzw. Kette und damit den Entwurf des Antriebs. Für zugbeanspruchte Spindeln bzw. Ketten liegt die maximal erreichbare Hublänge lediglich in der Begrenzung durch Fertigungstechnik bzw. Verfügbarkeit von Rohmaterial (Bspw. können einteilige Spindeln bis max. 6m gefertigt werden, da die handelsübliche Länge von Rohmaterial nicht über 6m geht. Außerdem werden auch Logistik und Montage wesentlich komplexer bei längeren Spindeln).

Planungs-Tipp Schubkette: Die Kette selbst besteht aus einzelnen aneinandergesetzten Gliedern. Dementsprechend besteht keine Begrenzung durch Rohmaterial. Ist die Kette durchgängig geführt besteht damit auch keine Begrenzung der Hublänge (abgesehen vom Eigengewicht der Kette).

Druckbeanspruchte Spindeln müssen immer auf Knickung geprüft werden. Dabei sind alle eingesetzten Spindeln bzw. Ketten für die definierten Lasten der Hubelemente ausgelegt. Bei langen druckbeanspruchten Bauteilen entsteht jedoch ein Stabilitätsproblem. Mehr dazu unter Knickung.

Geschwindigkeitsanforderungen

Klären Sie, mit welcher Geschwindigkeit die Last bewegt werden muss. Dies beeinflusst die Auswahl des passenden Übersetzungsverhältnisses und der Drehzahl des Motors. Außerdem muss geklärt werden, ob das eingesetzte Hubelement die gewünschte Geschwindigkeit zulässt. Die zulässige Geschwindigkeit hängt direkt mit der Fähigkeit der Leistungsaufnahme des Hubelements zusammen. Wirkungsgrad und Last beeinflussen die benötigte Leistung des Hubelements.

Genauigkeitsanforderungen

Wenn präzise Positionierung erforderlich ist, sollten Sie die Genauigkeitsanforderungen berücksichtigen. Dies könnte die Auswahl einer bestimmten Art von Spindel oder die Integration von Rückkopplungseinrichtungen wie Encodern erfordern. Auch die Lastrichtung spielt eine wesentliche Rolle. Werden die Hubelemente nur in eine Richtung (nur Zug oder nur Druck) belastet, entfällt die Berücksichtigung des Umkehrspiels.

Umgebungsbedingungen

Beachten Sie die Umgebungsbedingungen, unter denen die Antriebe betrieben werden. Dazu gehören Faktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit, Staub oder aggressive Chemikalien, die die Auswahl der Materialien und des Schutzes beeinflussen können. Viele Hubelemente können durch Anbauoptionen wie Faltenbälge, Schutzrohre, Kolbenrohre, Spiralfedern etc. zusätzlich geschützt werden.

Lebensdauer und Wartungsanforderungen

Berücksichtigen Sie die erwartete Lebensdauer des Systems und die Wartungsanforderungen. Einige Anwendungen erfordern Getriebe mit langer Lebensdauer und geringem Wartungsaufwand. Davon hängt die Auswahl von Spindel, Schmierstoff, Baugröße wesentlich ab.

Planungs-Tipp Spindeln: Für Kugelgewindespindeln gibt es Berechnungsgrundlagen um die theoretische Lebensdauer exakt zu ermitteln. Bei Trapezgewindetrieben existieren lediglich Erfahrungswerte.

Spindelhubgetriebe gelten unter den elektromechanischen Hubelementen eher als wartungsintensiv. Darunter versteht man hauptsächlich das regelmäßige Nachschmieren. Der Hubzylinder MINI ist dagegen mit einer Lebensdauerschmierung ausgestattet und gilt generell als wartungsarm. Sie finden hier mehr zum Thema Wartung.

Montageanforderungen

Klären Sie die spezifischen Anforderungen an die Montage, insbesondere in Bezug auf Befestigungspunkte, Befestigungsmethoden und Raumverfügbarkeit. Zur Befestigung stehen für jedes Hubelement unterschiedliche Anbauköpfe zur Verfügung. Köpfe mit Gelenkauge ermöglichen eine Schwenkbewegung in einer Achse. Köpfe mit Kugelauge ermöglichen zusätzlich eine Bewegung in radialer Richtung.

Ist der Bauraum stark begrenzt und ein Standardhubzylinder oder Spindelhubgetriebe kommt nicht in Frage, dann könnte der MINI bzw. die Schubkette das Problem lösen. Der MINI erreicht durch seinen integrierten Hohlwellenmotor eine hohe Leistungsdichte auf kurzem Bauraum. Die Schubkette verschwendet hinter dem Antriebsgehäuse keinen Raum, da die Kette aufgerollt gespeichert werden kann.

Stromversorgung

Überprüfen Sie die verfügbare Stromversorgung und stellen Sie sicher, dass das Spindelhubgetriebe mit dieser kompatibel ist. Die meisten Motoren im Industriebereich sind mit 3x 230V / 3x 400V ausgestattet. Werden 24VDC oder 48VDC Motoren benötigt (bspw. bei fahrerlosen Transportsystemen) sollte die Leistungsfähigkeit der Motoren im Fokus Ihrer Prüfungen stehen. Motoren mit 1x 230 V (Wechselstrom) sind eher die Ausnahme.

Sicherheitsanforderungen

Berücksichtigen Sie Sicherheitsaspekte, insbesondere wenn das Spindelhubgetriebe in sicherheitskritischen Anwendungen eingesetzt wird. Dies könnte die Auswahl von Getrieben mit integrierten Sicherheitsfunktionen erfordern. Dabei sind vor allem Spindelhubgetriebe gern gesehene Hubelemente im Bühnenbau, weil Trapezgewindespindeln Selbsthemmung bieten und die Spindelhubgetriebe mit wenig Aufwand viele zusätzliche Sicherheitsfunktionen bieten.

Planungs-Tipp Sicherheitsanforderungen: Für die Bühnentechnik finden Sie in der Norm wichtige Hinweise über geforderte Sicherheiten bei Hebezeugen im Bühnenbau.

Kosten

Schließlich sollten die Kosten für das Spindelhubgetriebe und seine Installation in das Budget passen. Berücksichtigen Sie sowohl den Anschaffungspreis als auch potenzielle Betriebskosten.